一種橋梁形變監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工程測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種橋梁形變監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 橋梁形變監(jiān)測(cè)對(duì)于掌握橋梁健康程度、確保橋梁安全具有重要意義。目前，橋梁 形變監(jiān)測(cè)的常用設(shè)備有：常規(guī)地面測(cè)量設(shè)備，GPS橋梁位移檢測(cè)設(shè)備，以及雷達(dá)形變測(cè)量設(shè) 備。
[0003] 其中，常規(guī)地面測(cè)量設(shè)備（如測(cè)距儀、經(jīng)煒儀等）可以提供橋梁整體的變形狀態(tài)， 能適應(yīng)不同的監(jiān)測(cè)環(huán)境，但是現(xiàn)場(chǎng)工作量大，測(cè)量精度不高；GPS橋梁位移檢測(cè)設(shè)備自動(dòng)化 程度高，受大氣、天氣因素影響較小，定位速度快，精度高，但檢測(cè)成本高、設(shè)備復(fù)雜；而雷達(dá) 形變測(cè)量設(shè)備具有非接觸、易布設(shè)、無(wú)人值守、全天候、全天時(shí)、全天時(shí)測(cè)量的特點(diǎn)，可以達(dá) 到亞毫米量級(jí)測(cè)量精度，其難點(diǎn)是檢測(cè)系統(tǒng)的大批量布設(shè)和運(yùn)行對(duì)設(shè)備成本和穩(wěn)健性提出 較高要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種橋梁形變檢測(cè)方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技 術(shù)中橋梁形變檢測(cè)系統(tǒng)布設(shè)復(fù)雜且成本高的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 第一方面，本發(fā)明提供一種橋梁形變檢測(cè)方法，包括：
[0006] 接收至少一個(gè)雷達(dá)傳感器以預(yù)設(shè)時(shí)間為周期，周期性發(fā)送的橋梁形變的微波回波 信號(hào)，得到不同時(shí)刻的各微波回波信號(hào)；
[0007] 根據(jù)不同時(shí)刻的各微波回波信號(hào)，確定每一時(shí)刻的橋梁形變量；
[0008] 將每一時(shí)刻的橋梁形變量發(fā)送至遠(yuǎn)程管理終端，以使所述遠(yuǎn)程管理終端實(shí)時(shí)顯示 所述橋梁形變量。
[0009] 可選地，所述根據(jù)不同時(shí)刻的各微波回波信號(hào)，確定每一時(shí)刻的橋梁形變量，包 括：
[0010] 根據(jù)不同時(shí)刻的各微波回波信號(hào)，確定不同時(shí)刻的各峰值頻率；
[0011] 根據(jù)所述不同時(shí)刻的各峰值頻率，確定不同時(shí)刻的各峰值相位；
[0012] 根據(jù)所述不同時(shí)刻的各峰值相位，確定每一時(shí)刻的橋梁形變量。
[0013] 可選地，所述根據(jù)不同時(shí)刻的各微波回波信號(hào)，確定不同時(shí)刻的各峰值頻率，包 括：
[0014] 對(duì)所述不同時(shí)刻的各微波回波信號(hào)做傅立葉變換處理，并基于以下公式確定不同 時(shí)刻的各峰值頻率：
[0016] 其中，S(f)為不同時(shí)刻的各微波回波信號(hào)的頻域響應(yīng)函數(shù)，f為不同時(shí)刻的各微 波回波信號(hào)的頻率，T為每一雷達(dá)傳感器發(fā)射信號(hào)的時(shí)域?qū)挾?，K為每一雷達(dá)傳感器的發(fā)射 信號(hào)的調(diào)頻率，R為每一雷達(dá)傳感器的雷達(dá)視線向的距離，c為光速，λ為每一雷達(dá)傳感器 的發(fā)射信號(hào)的載頻的波長(zhǎng)。
[0017] 可選地，所述根據(jù)所述不同時(shí)刻的各峰值頻率，確定不同時(shí)刻的各峰值相位，包 括：
[0018] 根據(jù)以下公式，確定峰值頻率
處的峰值相位：
[0019] ΦΙΡ= angle [S(f IF)]；
[0020] 其中，?IF為峰值相位，angle為取相位操作。
[0021] 可選地，所述根據(jù)所述不同時(shí)刻的各峰值相位，確定每一時(shí)刻的橋梁形變量，包 括：
[0022] 對(duì)所述不同時(shí)刻的各峰值相位進(jìn)行去噪處理，確定由橋梁形變引起的各形變相 位；
[0023] 根據(jù)所述各形變相位，確定每一時(shí)刻的橋梁形變量。
[0024] 可選地，所述根據(jù)所述各形變相位，確定每一時(shí)刻的橋梁形變量，包括：
[0025] 根據(jù)所述各形變相位，基于以下公式，確定每一時(shí)刻的橋梁形變量：
[0027] 其中，Ad為橋梁形變量，Δ φ為形變相位。
[0028] 第二方面，本發(fā)明提供一種橋梁形變檢測(cè)系統(tǒng)，包括：
[0029] 遠(yuǎn)程管理終端、至少一個(gè)雷達(dá)傳感器和至少一個(gè)形變檢測(cè)器，所述至少一個(gè)雷達(dá) 傳感器與至少一個(gè)形變檢測(cè)器一一對(duì)應(yīng)連接，每一形變檢測(cè)器均與所述遠(yuǎn)程管理終端連 接；
[0030] 每一雷達(dá)傳感器以預(yù)設(shè)時(shí)間為周期，周期性得到橋梁形變的微波回波信號(hào)，并將 所述微波回波信號(hào)發(fā)送至對(duì)應(yīng)連接的形變檢測(cè)器；
[0031] 每一形變檢測(cè)器根據(jù)接收的所述微波回波信號(hào)，確定橋梁形變量，并將所述橋梁 形變量發(fā)送至所述遠(yuǎn)程管理終端；
[0032] 所述遠(yuǎn)程管理終端實(shí)時(shí)顯示接收到的每一形變檢測(cè)器發(fā)送的橋梁形變量。
[0033] 可選地，所述每一形變檢測(cè)器通過(guò)有線或無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接所述遠(yuǎn)程管理終端。
[0034] 可選地，所述遠(yuǎn)程管理終端在所述橋梁形變量超過(guò)預(yù)設(shè)的閾值時(shí)報(bào)警。
[0035] 可選地，所述每一雷達(dá)傳感器均為商用24GHz頻段雷達(dá)傳感器。
[0036] 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的橋梁形變檢測(cè)方法及系統(tǒng)，通過(guò)布置多個(gè)雷達(dá)傳 感器及形變檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁形變量的實(shí)時(shí)檢測(cè)，其中雷達(dá)傳感器采用線性調(diào)頻信號(hào)作為 發(fā)射信號(hào)，測(cè)量重復(fù)率高，測(cè)量周期短，具有無(wú)需人員值守、全天候、全天時(shí)、低成本測(cè)量的 優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0037] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的橋梁形變檢測(cè)方法的流程示意圖；
[0038] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的橋梁形變檢測(cè)方法的步驟S12的細(xì)分流程圖；
[0039] 圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的橋梁形變檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施 例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0041] 圖1示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的橋梁形變檢測(cè)方法的流程示意圖。如圖1所示， 本實(shí)施例的橋梁形變檢測(cè)方法包括步驟Sll至S13。
[0042] S11、接收至少一個(gè)雷達(dá)傳感器以預(yù)設(shè)時(shí)間為周期，周期性發(fā)送的橋梁形變的微波 回波信號(hào)，得到不同時(shí)刻的各微波回波信號(hào)。
[0043] 雷達(dá)傳感器能通過(guò)發(fā)射與接收一定頻率的微波對(duì)橋梁的形變進(jìn)行感知，并將帶有 橋梁形變信息的微波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，即微波回波信號(hào)。
[0044] 雷達(dá)傳感器的發(fā)射頻率與雷達(dá)傳感器的類型有關(guān)。
[0045] S12、根據(jù)不同時(shí)刻的各微波回波信號(hào)，確定每一時(shí)刻的橋梁形變量。
[0046] S13、將每一時(shí)刻的橋梁形變量發(fā)送至遠(yuǎn)程管理終端，以使所述遠(yuǎn)程管理終端實(shí)時(shí) 顯示所述橋梁形變量。
[0047] 本實(shí)施例的形變檢測(cè)方法，利用雷達(dá)傳感器對(duì)橋梁的形變量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將 實(shí)時(shí)橋梁形變量發(fā)送至遠(yuǎn)程管理終端進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)無(wú)需人員值守、全天候的檢測(cè)，方便使 用者根據(jù)橋梁形變量對(duì)橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和維修。
[0048] 圖2示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的橋梁形變檢測(cè)方法的步驟S12的細(xì)分流程圖。 如圖2所示，本實(shí)施例的橋梁形變檢測(cè)方法的步驟S12 :根據(jù)不同時(shí)刻的各微波回波信號(hào)， 確定每一時(shí)刻的橋梁形變量，進(jìn)一步地包括以下步驟：
[0049] S121、根據(jù)不同時(shí)刻的各微波回波信號(hào)，確定不同時(shí)刻的各峰值頻率。
[0050] S122、根據(jù)所述不同時(shí)刻的各峰值頻率，確定不同時(shí)刻的各峰值相位。
[0051 ] S123、根據(jù)所述不同時(shí)刻的各峰值相位，確定每一時(shí)刻的橋梁形變量。
[0052] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，步驟S121具體為：對(duì)不同時(shí)刻的各微波回波信號(hào) 做傅立葉變換處理，并基于以下公式確定不同時(shí)刻的各峰值頻率：
[0054] 其中，S(f)為不同時(shí)刻的各微波回波信號(hào)的頻域響應(yīng)函數(shù)，f為不同時(shí)刻的各微 波回波信號(hào)的頻率，T為每一雷達(dá)傳感器發(fā)射信號(hào)的時(shí)域?qū)挾龋琄為每一雷達(dá)傳感器的發(fā)射 信號(hào)的調(diào)頻率，R為每一雷達(dá)傳感器的雷達(dá)視線向的距離，c為光速，λ為每一雷達(dá)傳感器 的發(fā)射信號(hào)的載頻的波長(zhǎng)。
[0055]